非水电解质电池、电池组和汽车制造技术

本发明专利技术提供了通过落下等施加冲击时的内部短路得到抑制的非水电解质电池、电池组和汽车。本发明专利技术的非水电解质电池具备：具有包含正极集电体的正极、和包含负极集电体的负极的扁平状的电极组（１）；容纳有上述电极组（１），并在周边的至少一部分具有封口部分的外壳部件（２）；正极端子（１５），其一端与上述正极集电体电连接，另一端从该连接部分先向接近所述电极组的方向导出，然后向远离所述电极组方向弯曲而转换方向，通过上述封口部分而引出到外部；和负极端子（１６），其一端与上述负极集电体电连接，并且另一端从该连接部分先向接近所述电极组的方向导出，然后向远离所述电极组方向弯曲而转换方向，通过上述封口部分而引出到外部；其中上述正极端子（１５）满足下述（１）式，上述负极端子（１６）满足下述（２）式，ｔ↓［２］×Ｗ↓［２］≥０．２５Ｓ↓［ｐ］（１），ｔ↓［３］×Ｗ↓［３］≥０．２５Ｓ↓［ｎ］（２）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非水电解质电池、具有该非水电解质电池的电池组和汽车。
技术介绍
迄今为止，随着便携型个人计算机和无绳设备迅速地普及，要求高性能的二次电池作为它们的电源。作为该二次电池，开发了将能够嵌入和脱嵌锂离子的物质用于正极和负极材料的非水电解质电池，并且已经作为小型电子设备用的电源得到实际应用。另外，最近非水电解质电池的用途并不限于便携型电子设备，可以扩展到无绳家电和电力助动自行车、以及混合动力电动车等很宽的范围。在这些扩展到宽范围的用途中，电池的使用环境也与以往的小型电子装置不同。还要考虑如车载用等那样连续地施加振动的情况、和如电动工具那样无规则地施加较大冲击的情况。作为二次电池，要求能够充分地忍耐这样的振动和冲击，没有故障或变为不安全的状态。另一方面，作为电池特性，要求大容量而且高输出功率的。对于大容量的二次电池来说，每个电池的重量与容量大致成比例地增加。当在不改变构成元件的机械强度和刚性的情况下增加电池重量时，对振动和冲击的耐性显然会下降。从高输出的角度考虑，需要由电池输出电流的电极端子必须是低电阻的。为了满足该要求，优选增大电极端子的断面积。断面积大的电极端子机械强度高，而且难以弯曲，就这点而言是优选的。该电极端子连接的电极集电体由于是作为电极基材本身的金属箔，或者是与电极端部连接的薄的金属片，所以在大部分的情况下可以说是机械强度比较小。这样一来，在将强度比较大的电极端子和强度比-->较小的电极集电体连接的部分，当由于振动和冲击等外力产生位移时，集电体断裂的危险性高。通常在具有扁平状电极组的电池中，对与电极组中电极的主平面平行的方向来说，对电极组的位移的约束力不足，当电极受到强的振动和冲击时电极组易于在外壳部件内部发生移动。尤其在使用层叠膜制的外壳部件作为外壳部件时，几乎难以抑制电极组的移动。如果在该层叠膜制外壳部件内设置用于连接电极集电体和电极端子的空间，则电极组变得更容易移动。作为电极组移动时的重大问题，可列举出内部短路。当电极组沿接近于电极端子的方向移动时，由于电极端子的机械强度通常比构成电极组的元件(例如隔膜)的机械强度还高，所以有时在外壳部件内的电极端子的一端扎在发电元件上，产生内部短路。于是，专利文献1中记载的扁平电池涉及受到振动和冲击时防止引线端子断裂的技术。该扁平电池的正极和负极的一端被焊接在各自的端子部分，另一端分别具有引出到外壳外的引线端子。各引线端子与焊接的一端连接，具有沿端子部分的根方向折叠，而且在根附近沿引线的引出方向再次折叠的大致S字状的弯曲部分。即，从与端子部分的连接部分到外壳跟前的部分弯曲为大致S字状，通过该部分的拉伸变形对落下冲击时施加给电池的移动应力加以吸收和缓和，从而防止引线端子断裂。但是，对引线端子设置大致S字状弯曲部分以实现应力缓和，换句话说就是提高引线端子的位移自由度。尤其是涉及与电极组中电极的主平面垂直方向的振动，当引线端子的共振频率和外部振动频率一致时，由于引线端子的位移振幅增大，具有在电极端子和集电体的连接部分、或者上述连接部分附近的电极端子和集电体上产生金属疲劳以至于断裂的问题。另外，如上所述的专利文献1，如果对引线端子设置大致S字状弯曲部分，则具有助长了电极组的移动，对抑制内部短路没有发挥任何效-->果的问题。【专利文献1】特开2000-215877号公报
技术实现思路
本专利技术的目的是提供通过落下等施加冲击时的内部短路得到抑制的非水电解质电池、电池组和汽车。本专利技术的非水电解质电池的特征在于，其具备：具有包含正极集电体的正极、和包含负极集电体的负极的扁平状的电极组；容纳上述电极组，并在周边的至少一部分具有封口部分的外壳部件；正极端子，其一端与所述正极集电体电连接，并且另一端从该连接部分先向接近所述电极组的方向导出，然后向远离所述电极组方向弯曲而转换方向，通过所述封口部分而引出到外部；和负极端子，其一端与所述负极集电体电连接，并且另一端从该连接部分先向接近所述电极组的方向导出，然后向远离所述电极组方向弯曲而转换方向，通过所述封口部分而引出到外部；其中，上述正极端子满足下述(1)式，上述负极端子满足下述(2)式，t2×W2≥0.25Sp    (1)t3×W3≥0.25Sn    (2)其中，Sp是在与上述正极端子的引出方向垂直的面上切断时得到的上述电极组的断面积，t2是上述正极端子在与电极反应面垂直的方向上所占的高度，W2是上述正极端子的宽度，Sn是在与上述负极端子的引出方向垂直的面上切断时得到的上述电极组的断面积，t3是上述负极端子在与电极反应面垂直的方向上所占的高度，W3是上述负极端子的宽度。本专利技术的电池组的特征在于具备上述非水电解质电池。本专利技术的汽车的特征在于具备上述电池组。-->根据本专利技术，可以提供通过落下等施加冲击时的内部短路得以抑制的非水电解质电池、电池组和汽车。附图说明图1是表示本专利技术第1实施方式的扁平状非水电解质电池的平面透视图。图2是图1的非水电解质电池的纵剖面图。图3是示意地表示图1的非水电解质电池的外壳部件的斜视图。图4是图1的非水电解质电池的封口部分的放大剖面图。图5是从正极端子的引出方向观察图1的非水电解质电池的透视图。图6是从负极端子的引出方向观察图1的非水电解质电池的透视图。图7是表示向图1的非水电解质电池施加落下等冲击时的状态的纵剖面图。图8是表示在第2实施方式的非水电解质电池中使用的绝缘垫片的一个例子的斜视图。图9是表示装入了图8的绝缘垫片的扁平状非水电解质电池的平面透视图。图10是图9的非水电解质电池的纵剖面图。图11是图10的非水电解质电池的要部的放大剖面图。图12是表示第2实施方式的非水电解质电池的另一个例子的平面透视图。图13是图12的非水电解质电池的纵剖面图。图14是表示图12的非水电解质电池中装入的绝缘垫片的斜视图。图15是表示在本专利技术第3实施方式的扁平状的非水电解质电池中，正极端子和负极端子的电流导出方向相同时的一个例子的平面透视图。图16是图15的非水电解质电池的纵剖面图。-->图17是本专利技术第4实施方式的电池组的分解斜视图。图18是表示图17的电池组的电路模块图。图19是本专利技术的第5实施方式的串联混合动力汽车的示意图。图20是本专利技术的第5实施方式的并联混合动力汽车的示意图。图21是本专利技术的第5实施方式的串并联混合动力汽车的示意图。图22是本专利技术的第5实施方式的汽车的示意图。图23是本专利技术的第5实施方式的混合动力摩托的示意图。图24是本专利技术的第5实施方式的电动摩托的示意图。图25是表示比较例1的扁平状非水电解质电池的平面透视图。图26是表示比较例2的扁平状非水电解质电池的平面透视图。【符号的说明】1电极组；2外壳部件；3正极；3a正极集电体；3b正极活性物质层；3c正极集电体引线部分；4负极；4a负极集电体；4b负极活性物质层；4c负极集电体引线部分；5隔膜；9a-9f 密封部分；10容器；10a第1内表面；11盖体；11a 第2内表面；12树脂层；13热塑性树脂层；14金属层；15正极端子；16负极端子；17绝缘膜；18，19绝缘膜；20，25 绝缘垫片；31电池单体；32组电池；33印刷电路布线基板；34正极侧布线；35正极侧连接器；36负极侧布线；37负极侧连接器；38粘合带；3本文档来自技高网...

【技术保护点】
非水电解质电池，其特征在于，其具备：具有包含正极集电体的正极、和包含负极集电体的负极的扁平状的电极组；容纳所述电极组、并且在周边的至少一部分具有封口部分的外壳部件；正极端子，其一端与所述正极集电体电连接，并且另一端从 该连接部分先向接近所述电极组的方向导出，然后向远离所述电极组方向弯曲而转换方向，通过所述封口部分而引出到外部；和负极端子，其一端与所述负极集电体电连接，并且另一端从该连接部分先向接近所述电极组的方向导出，然后向远离所述电极组方向弯曲 而转换方向，通过所述封口部分而引出到外部；其中，所述正极端子满足下述（１）式，所述负极端子满足下述（２）式，ｔ↓［２］×Ｗ↓［２］≥０．２５Ｓ↓［ｐ］（１）ｔ↓［３］×Ｗ↓［３］≥０．２５Ｓ↓［ｎ］（２） 其中，Ｓ↓［ｐ］是在与所述正极端子的引出方向垂直的面上切断时得到的所述电极组的断面积，ｔ↓［２］是所述正极端子在与电极反应面垂直的方向上所占的高度，Ｗ↓［２］是所述正极端子的宽度，Ｓ↓［ｎ］是在与所述负极端子的引出方向垂直的面上切断时得 到的所述电极组的断面积，ｔ↓［３］是所述负极端子在与电极反应面垂直的方向上所占的高度，Ｗ↓［３］是所述负极端子的宽度。...

【技术特征摘要】
JP 2006-2-22 045381/20061.非水电解质电池，其特征在于，其具备：具有包含正极集电体的正极、和包含负极集电体的负极的扁平状的电极组；容纳所述电极组、并且在周边的至少一部分具有封口部分的外壳部件；正极端子，其一端与所述正极集电体电连接，并且另一端从该连接部分先向接近所述电极组的方向导出，然后向远离所述电极组方向弯曲而转换方向，通过所述封口部分而引出到外部；和负极端子，其一端与所述负极集电体电连接，并且另一端从该连接部分先向接近所述电极组的方向导出，然后向远离所述电极组方向弯曲而转换方向，通过所述封口部分而引出到外部；其中，所述正极端子满足下述(1)式，所述负极端子满足下述(2)式，t2×W2≥0.25Sp    (1)t3×W3≥0.25Sn    (2)其中，Sp是在与所述正极端子的引出方向垂直的面上切断时得到的所述电极组的断面积，t2是所述正极端子在与电极反应面垂直的方向上所占的高度，W2是所述正极端子的宽度，Sn是在与所述负极端子的引出方向垂直的面上切断时得到的所述电极组的断面积，t3是所述负极端子在与电极反应面垂直的方向上所占的高度，W3是所述负极端子的宽度。2.根据权利要求1记载的非水电解质电池，其特征在于，所述正极端子满足下述(3)式，所述负极端子满足下述(4)式，0.9 t1≤t2≤t1    (3)0.9 t1≤t3≤t1    (4)-->其中，t1是所述电极组的厚度，t2是所述正极端子在与电极反应面垂直的方向上所占的高度，t3是所述负极端子在与电极反应面垂直的方向上所占的高度。3.根据权利要求1记载的非水电解质电池，其特征在于，所述负极端子引出的方向是与所述正极端子引出的方向相反的方向。4.根据权利要求3记载的非水电解质电池，其特征在于，所述正极端子满足下述(5)式，所述负极端子满足下述(6)式，0.25 W1≤W2≤W1  (5)0.25 W1≤W3≤W1  (6)其中，W1是和所述正极端子以及所述负极端子的宽度方向相同的所述电极组的宽度。5.根据权利要求3记载的非水电解质电池，其特征在于，具备具有端子插入孔的中空的第1、第2绝缘垫片，所述外壳部件具有和与所述电极组的所述电极反应面平行的表面相对置的第1内表面和第2内表面，在所述第1内表面和第2内表面之间以覆盖所述正极端子的方式配置所述第1绝缘垫片，同时所述正极端子的另一端从所述第1绝缘垫片的所述端子插入孔引出，在所述第1内表面和第2内表面之间以覆盖所述负极端子的方式配置所述第2绝缘垫片，同时所述负极端子的另一端从所述第2绝缘垫片的所述端子插入孔引出。6.根据权利要求1记载的非水电解质电池，其特征在于，所述负极端子引出的方向是与所述正极端子引出的方向相同的方向。-->7.根据权利要求6记载的非水电解质电池，其特征在于，所述正极端子满足下述(7)式，所述负极端子满足下述(8)式，0.25 W1≤W2＜0.5W1    (7)0.25 W1≤W3＜0.5W1    (8)其中，W1是和所述正极端子以及所述负极端子的宽度方向相同的所述电极组的宽度。8.根据权利要求1记载的非水电解质电池，其特征在于，使绝缘部件介于所述正极端子和所述外壳部件之间、以及所述负极端子和所述外壳部件之间。9.根据权利要求8记载的非水电解质电池，其特征在于，所述绝缘部件是绝缘垫片或绝缘带。10.根据权利要求1记载的非水电解质电池，其特征在于，所述正...

【专利技术属性】
技术研发人员：馆林义直，稻垣浩贵，高见则雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]